Машина за лазерно заваряване. Предимства, принцип на действие, критерии за избор

Лазерът като заваръчен инструмент е използван за първи път през 60-те години; тогава бяха лазери с рубинени кристали. Активното промишлено приложение на тази технология започва през 80-те години: мощността на лабораторните CO2 лазери достига 25 kW, за заваряване се използват и Nd-YAG твърдотелни и дискови лазери.

През 1996 г., след 4 години изследвания и тестове, проектът EuroLASER беше завършен, което доведе до одобрението на търговската употреба на лазерно заваряване в корабостроителната индустрия.

Използването на машини за лазерно заваряване в тази индустрия намалява общите разходи с коефициент два пъти и също оказва влияние върху общото време на процеса. Например в Обединеното кралство, в корабостроителницата Vosper Thornycroft, корветите бяха построени една година по-бързо именно поради въвеждането на лазерно заваряване и рязане в производствения процес. В Германия подобна технология в корабостроенето намалява теглото на корабите с до 30%.

Докато в миналото се нуждаехте от огромни лазерни модули, за да работите ефективно, сега машината за лазерно заваряване тежи около 45 кг и се побира лесно в багажника на колата.

Но това не са единствените характеристики на лазерите. В тази статия ще обясним по-подробно предимствата на итербиевото лазерно заваряване, как работи, с какви материали, къде и как се използва и какво да търсите при избора на машина за лазерно заваряване.

Предимства на лазерното заваряване и как се различава от традиционните методи

Основните предимства на апаратите за лазерно заваряване са оптимизиране, ускоряване и поевтиняване на процеса при намаляване на теглото на крайната конструкция. Например, когато лазерното заваряване беше използвано за производството на Airbus A380, теглото на самолета беше намалено с 15% в сравнение с предишния модел A340 просто чрез използване на лазерно заварени нитове вместо традиционното занитване. Потреблението на керосин на полет през Атлантическия океан е намалено със 750 кг, което се очаква да спести 9 000 000 евро за 25 години.

За по-голяма яснота и конкретност ще посочим лазерните заваръчни апарати на един от лидерите на световния пазар Wattsan, като едни от най-добрите производители, съчетаващи качество, разширена функционалност и достъпност.

И така, предимствата на лазерното заваряване включват:

• Качество на заваряване. Физическите и механични свойства на заваръчния шев след лазерно заваряване са практически идентични с тези на оригиналния материал. Няма дефекти като: газови джобове, увеличена дебелина на шева, потъмняване и шлака.
• Малка зона на топлинно влияние. Свойствата на лазерното лъчение позволяват заваряването на метал без прегряване или прегаряне, минимизирайки изкривяванията на основата. Това важи особено за тънкостенни метални изделия.
• Скорост. В някои случаи това е до 4 пъти по-бързо от конвенционалните методи на заваряване. Средната скорост на лазерно заваряване е от 1 до 10 m/min, като заваряването се извършва в едно минаване.
• Няма нужда от допълнителна обработка . По-специално, няма нужда от подготовка на ръбовете или предварителна и последваща обработка.
• Универсалност. Лазерната машина за заваряване е подходяща за повечето метали и пластмаси. Може бързо да се настрои за нов материал. Лазерното заваряване е лесно за интегриране в производствения процес.
• Лесен за овладяване. Лазерното заваряване не изисква задълбочени познания или опит: дори начинаещ бързо ще навлезе в процеса благодарение на предварително зададени режими за различни материали и настройки за траекторията на лазерния лъч за различни задачи, които автоматично имитират движенията на електрода на традиционните видове заваряване.
• Не е необходима тел за пълнене. Конструкции с празнина от 0,3 mm или по-малко могат да бъдат заварени без тел за пълнене с машина за лазерно заваряване. Частите, изрязани на машини за лазерно рязане на метал Wattsan, са особено добре заварени. Прочетете повече за лазерните ножове за метал .
• Безопасност. Лазерното заваряване е много по-безопасно в сравнение с традиционните методи за заваряване, тъй като няма отделяне на разтопен метал или опасни искри по време на работа. Освен това прави условията на работа по-удобни.

• Заваряване, почистване и рязане 3 в 1. Някои машини за лазерно заваряване, като Wattsan Laser Weld A1500 комбинират три функции: лазерно заваряване, почистване и рязане. Тази гъвкавост прави възможно опростяването и ускоряването на някои производствени процеси.

Как работи лазерното заваряване

Лазерен лъч се генерира в източника с помощта на помпени диоди. След това по дължината на оптичното влакно лъчът преминава в активна среда с отражение близо до 100% в лазерен заваръчен пистолет, където е монтирана фокусираща леща. След фокусиране лъчът достига изключително висока спектрална плътност на мощността.

Максималната дебелина на лазерното заваряване зависи от мощността на излъчвателя. Минималната дебелина се измерва в десети или дори стотни от милиметъра, в зависимост от материала, и се получава при умишлено разфокусиране.

Пистолетът за заваряване има специални електрически задвижвани огледала, които могат да насочват лазерния лъч, за да симулират пътя на заваръчния шев. Докато традиционното заваряване изисква опитен заварчик, за да направи това, лазерното заваряване просто изисква пистолетът да се насочва равномерно по права линия.

Лазерното заваряване има няколко режима на пътя на лъча:

• V,
• С главата надолу,
• кръгъл,
• ° С,
• Квадрат,
• зигзаг.
• Фигура 8
• Дж
• т
• Прави стъпала

Всеки тип път се използва за специфични задачи, независимо дали става дума за конвенционално заваряване, ъглово заваряване, занитване или други задачи.

Лазерното заваряване обикновено се извършва в газова среда, която не само създава защитна среда за заваряване, но и охлажда дюзата и защитната леща. За тази цел се използват азот, хелий и аргон. Консумацията на газ при лазерно заваряване е много по-икономична, отколкото при традиционното заваряване.

Какво може да се направи с машина за лазерно заваряване

Тъй като лазерното заваряване е доста скъпа технология, то е най-подходящо за големи приложения като химическа, ядрена, нефтена и газова, космическа, военна, медицинска, автомобилна и корабостроителна промишленост.

Технологията постепенно става все по-достъпна, така че се използва и в други, по-малки, приложения. Въпреки това, лазерното заваряване все още е скъпо решение за лична употреба.

Материали, които могат да се заваряват с машина за лазерно заваряване:

• въглеродна стомана,
• нисколегирана стомана,
• високоякостни структурни сплави,
• неръждаеми стомани,
• алуминиеви, медни и месингови сплави,
• титан,
• пластмаси,
• разнородни материали.

Видове заварки, които трябва да бъдат изпълнени:

• челно съединение,
• ръбна фуга,
• тройник,
• скута става,
• ъглова става.

Критерии за избор на машина за лазерно заваряване

Ако сте решили да закупите лазерно заваряване, струва си да разгледате мощността на излъчвателя, функционалността и използваемостта на заваръчния пистолет, софтуерните опции, метода на охлаждане и съвместимостта с устройства за подаване на тел.

Излъчвател за лазерно заваряване и неговата мощност

Мощността определя дебелината, която машината за лазерно заваряване ще може да заварява с добро качество. Специфичните дебелини на заваряване на основните материали са показани в таблицата по-долу.

Пистолет за лазерно заваряване и неговите функции

Лазерният пистолет е лек, така че е лесен за продължителна работа без прекъсване във всяка позиция, дори на труднодостъпни места.

Благодарение на главата с двоен двигател, лазерните заваръчни пистолети Wattsan могат да симулират специални заваръчни пътища, предназначени за различни задачи.

Ширината на шева се регулира от 0,1 до 5 мм. Дължината на влакното е стандартно 5 метра, но може да се направи 10, 15 или 20 метра.

Някои усъвършенствани модели, като Laser Weld A1500 , също позволяват лазерното заваряване да се използва като лазерно рязане и машина за лазерно почистване.

Устройство за подаване на тел за пълнене

За заваряване без тел за пълнене частите трябва да пасват добре една към друга. Можете да работите без тел за пълнене, ако разстоянието между частите е не повече от 0,3 mm.

Всеки телоподаващ апарат с диаметър 0,8, 1,0, 1,2 и 1,6 мм е подходящ за заваръчните апарати Wattsan, а пистолетът за заваряване също е пригоден за това.

Софтуер, функции и набор от настройки за лазерно заваряване

Лазерните заваръчни апарати Wattsan имат:

• удобен за потребителя интерфейс, като всички настройки се показват на екрана;
• 70 предварително зададени параметри на заваряване за различни метали и дебелини;
• възможността да запазите вашите собствени настройки на параметрите за най-честите задачи (можете да промените процента на мощността, честотата на лазерното лъчение от 50 до 30 000 Hz, честотата на повторение на моделите на траекторията на заваряване, цикъла на натоварване, т.н. работа цикъл и други параметри)
• контрол на конфигурацията/формата на заваръчния шев
• газовият и лазерният лъч се управляват чрез заваръчния пистолет
• настройка на ширината на шева в диапазона 0,5-5 mm
• програмиран контрол на налягането на газа.

Охлаждане на лазерно заваряване

Най-често срещаното охлаждане на лазерните заваръчни машини е чилър, вграден в корпуса с две вериги: една за охлаждане на излъчвателя и друга за охлаждане на заваръчния пистолет. Предимството на водното охлаждане е, че можете да заварявате непрекъснато денонощно.

Въздушното охлаждане изисква периодични прекъсвания на работата за нормализиране на температурата, но практиката показва, че такива прекъсвания най-често са естествени и неизбежни по време на заваръчния процес.

Основното предимство на заваряването с въздушно охлаждане е неговата компактност. Ако планирате да закупите машина за лазерно заваряване, сравнете Wattsan Laser Weld 1000 с водно охлаждане и Wattsan Laser Weld A1500 с въздушно охлаждане. Първият модел тежи 180 кг и има размери 1120x550x1120 мм, докато вторият, моделът с въздушно охлаждане, тежи само 45 кг и има почти наполовина по-малки размери: 650x300x621 мм.

Изводи

Лазерното заваряване превъзхожда традиционните методи за заваряване с коефициент от 3 до 4, с шев, който е идеално равен и гладък и има свойства, идентични с оригиналния материал. Ето защо лазерното заваряване е бъдещето на всяка индустрия, където има нужда от заваръчна технология.

Ако искате да закупите машина за лазерно заваряване, важно е не само да изберете правилната машина, но и да се свържете с надеждна компания.

Virmer не само доставя машини за лазерно заваряване в ЕС, но също така предоставя следните услуги:

• Специалистите по лазерно заваряване на Virmer ще ви дадат подробна консултация и ще отговорят на всички ваши въпроси,
• Нашите мениджъри провеждат онлайн демонстрации на оборудването и показват процеса на лазерно заваряване на материалите, с които ще работите,
• Инженерите на Virmer извършват пускане в експлоатация, интегриране на машината за лазерно заваряване в производствената линия, обучение, поддръжка и ремонт на машини за лазерно заваряване.

С Virmer получавате гаранция и навременна доставка. За повече подробности се свържете с нашите мениджъри: +31852731786 или ни пишете на info@virmer.com .